HTML5 Canvas 实现K线图的示例代码

2024-09-05 07:23:11

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供稿：网友

因为公司的项目需求，需要做一个K线图，可以让交易者清楚的看到某一交易品种在各个时间段内的报价，以及当前的实时报价。

我所考虑的有两个方向，一是类似于Highcharts等插件的实现方式 -- svg，一是HTML5的canvas。

SVG 是一种使用 XML 描述 2D 图形的语言。 Canvas 通过 JavaScript 来绘制 2D 图形。 Canvas 是逐像素进行渲染的。

经过上面的比较不难发现， SVG 更适用于偏静态，渲染频率不高的场景，所以这种要实现实时报价更新绘制的情况只能选择 canvas。

2. 实现哪些需求

历史报价 和 实时报价 绘制图表

支持拖拽查看历史时间段的报价图表

支持鼠标滚轮和触摸板双指操作放大或缩小图表

支持鼠标指针移动查看鼠标位置报价

3. 代码实现过程

1. 准备工作

/** * K-line - K线图渲染函数 * Date: 2019.12.18  Author: isnan */const BLOCK_MARGIN = 2; //方块水平间距const START_PRICE_INDEX = 'open_price'; //开始价格在数据组中的位置const END_PRICE_INDEX = 'close'; //结束价格在数据组中的位置const MIN_PRICE_INDEX = 'low'; //最小价格在数据组中的位置const MAX_PRICE_INDEX = 'high'; //最大价格在数据组中的位置const TIME_INDEX = 'time'; //时间在数据组中的位置const LINE_WIDTH = 1; //1px 宽度 (中间线、x轴等)const BOTTOM_SPACE = 40; //底部空间const TOP_SPACE = 20; //顶部空间const RIGHT_SPACE = 60; //右侧空间let _addEventListener, _removeEventListener, prefix = ''; //addEventListener 浏览器兼容function RenderKLine (id, /*Optional*/options) {  if (!id) return;  options = options || {};  this.id = id;   //canvas box id  // detect event model  if (window.addEventListener) {    _addEventListener = "addEventListener";    _removeEventListener = "removeEventListener";  } else {    _addEventListener = "attachEvent";    _removeEventListener = "detachEvent"    prefix = "on";  }  // options params  this.sharpness = options.sharpness;  // 清晰度 (正整数 太大可能会卡顿，取决于电脑配置 建议在2～5区间)  this.blockWidth = options.blockWidth; // 方块的宽度 (最小为3,最大49 为了防止中间线出现位置偏差 设定为奇数,若为偶数则向下减1)  this.buyColor = options.buyColor || '#F05452';  // color 涨  this.sellColor = options.sellColor || '#25C875';  // color 跌  this.fontColor = options.fontColor || '#666666';  //文字颜色  this.lineColor = options.lineColor || '#DDDDDD';  //参考线颜色  this.digitsPoint = options.digitsPoint || 2; //报价的digits (有几位小数)  this.horizontalCells = options.horizontalCells || 5; //水平方向切割多少格子 (中间虚线数 = 5 - 1)  this.crossLineStatus = options.crossLineStatus || true; //鼠标移动十字线显示状态  //basic params  this.totalWidth = 0;  //总宽度  this.movingRange = 0; //横向移动的距离 取正数值，使用时再加负号  this.minPrice = 9999999;  this.maxPrice = 0; //绘制的所有数据中 最小/最大数据 用来绘制y轴  this.diffPrice = 0;  //最大报价与最小报价的差值  this.perPricePixel = 0; //每一个单位报价占用多少像素  this.centerSpace = 0; //x轴到顶部的距离 绘图区域  this.xDateSpace = 6;  //x轴上的时间绘制间隔多少组  this.fromSpaceNum = 0;  //x轴上的时间绘制从第 (fromSpaceNum%xDateSpace) 组数据开始   this.dataArr = [];  //数据  this.lastDataTimestamp = undefined; //历史报价中第一个时间戳, 用来和实时报价做比较画图  this.buyColorRGB = {r: 0, g: 0, b: 0};  this.sellColorRGB = {r: 0, g: 0, b: 0};    this.processParams();  this.init();}

定义了一些常量和变量，生成一个 构造函数 ，接收两个参数，一个是id，canvas会在插入到这个id的盒子内，第二个参数是一些配置项，可选。

/** *    sharpness {number} 清晰度 *    buyColor {string} color - 涨 *    sellColor {string} color - 跌 *    fontColor {string} 文字颜色 *    lineColor {string} 参考线颜色 *    blockWidth {number} 方块的宽度 *    digitsPoint {number} 报价有几位小数 *    horizontalCells {number} 水平方向切割几个格子 *    crossLineStatus {boolean} 鼠标移动十字线显示状态 */

2. init方法和canvas画布的翻转

RenderKLine.prototype.init = function () {  let cBox = document.getElementById(this.id);  // 创建canvas并获得canvas上下文  this.canvas = document.createElement("canvas");  if (this.canvas && this.canvas.getContext) {    this.ctx = this.canvas.getContext("2d");  }  this.canvas.innerHTML = '您的当前浏览器不支持HTML5 canvas';  cBox.appendChild(this.canvas);  this.actualWidth = cBox.clientWidth;  this.actualHeight = cBox.clientHeight;    this.enlargeCanvas();}// 因为绘制区域超出canvas区域，此方法也用来代替clearRect 清空画布的作用RenderKLine.prototype.enlargeCanvas = function () {  this.canvas.width = this.actualWidth * this.sharpness;  this.canvas.height = this.actualHeight * this.sharpness;  this.canvas.style.height = this.canvas.height / this.sharpness + 'px';  this.canvas.style.width = this.canvas.width / this.sharpness + 'px';  this.centerSpace = this.canvas.height - (BOTTOM_SPACE + TOP_SPACE) * this.sharpness;  // 将canvas原点坐标转换到右上角  this.transformOrigin();  // base settings  this.ctx.lineWidth = LINE_WIDTH*this.sharpness;  this.ctx.font = `${12*this.sharpness}px Arial`;  // 还原之前滚动的距离  this.ctx.translate(-this.movingRange * this.sharpness, 0);  // console.log(this.movingRange);}

init方法初始化了一个canvas，enlargeCanvas是一个替代clearRect的方法，其中需要注意的是 transformOrigin 这个方法，因为正常的canvas原点坐标在坐上角，但是我们需要绘制的图像是从右侧开始绘制的，所以我这里为了方便绘图，把整个canvas做了一次转换，原点坐标转到了右上角位置。

// 切换坐标系走向 (原点在左上角 or 右上角)RenderKLine.prototype.transformOrigin = function () {  this.ctx.translate(this.canvas.width, 0);  this.ctx.scale(-1, 1);}

这里有一点需要注意的是，虽然翻转过来绘制一些矩形，直线没什么问题，但是绘制文本是不行的，绘制文本需要还原回去，不然文字就是翻转过来的状态。如下图所示：

3. 移动、拖拽、滚轮事件

//监听鼠标移动RenderKLine.prototype.addMouseMove = function () {  this.canvas[_addEventListener](prefix+"mousemove", mosueMoveEvent);  this.canvas[_addEventListener](prefix+"mouseleave", e => {    this.event = undefined;    this.enlargeCanvas();    this.updateData();  });  const _this = this;  function mosueMoveEvent (e) {    if (!_this.dataArr.length) return;    _this.event = e || event;    _this.enlargeCanvas();    _this.updateData();  }}//拖拽事件RenderKLine.prototype.addMouseDrag = function () {  let pageX, moveX = 0;  this.canvas[_addEventListener](prefix+'mousedown', e => {    e = e || event;    pageX = e.pageX;    this.canvas[_addEventListener](prefix+'mousemove', dragMouseMoveEvent);  });  this.canvas[_addEventListener](prefix+'mouseup', e => {    this.canvas[_removeEventListener](prefix+'mousemove', dragMouseMoveEvent);  });  this.canvas[_addEventListener](prefix+'mouseleave', e => {    this.canvas[_removeEventListener](prefix+'mousemove', dragMouseMoveEvent);  });    const _this = this;  function dragMouseMoveEvent (e) {    if (!_this.dataArr.length) return;    e = e || event;    moveX = e.pageX - pageX;    pageX = e.pageX;    _this.translateKLine(moveX);    // console.log(moveX);  }}//Mac双指行为 & 鼠标滚轮RenderKLine.prototype.addMouseWheel = function () {  addWheelListener(this.canvas, wheelEvent);  const _this = this;  function wheelEvent (e) {      if (Math.abs(e.deltaX) !== 0 && Math.abs(e.deltaY) !== 0) return; //没有固定方向，忽略      if (e.deltaX < 0) return _this.translateKLine(parseInt(-e.deltaX)); //向右      if (e.deltaX > 0) return _this.translateKLine(parseInt(-e.deltaX)); //向左      if (e.ctrlKey) {        if (e.deltaY > 0) return _this.scaleKLine(-1); //向内        if (e.deltaY < 0) return _this.scaleKLine(1); //向外      } else {        if (e.deltaY > 0) return _this.scaleKLine(1); //向上        if (e.deltaY < 0) return _this.scaleKLine(-1); //向下      }  }}

滚轮事件 上一篇已经说过了，这里就是对不同情况做相应的处理；

鼠标移动事件 把event更新到 this 上，然后调用 updateData 方法，绘制图像即可。会调用下面方法画出十字线。

function drawCrossLine () {  if (!this.crossLineStatus || !this.event) return;  let cRect = this.canvas.getBoundingClientRect();  //layerX 有兼容性问题，使用clientX  let x = this.canvas.width - (this.event.clientX - cRect.left - this.movingRange) * this.sharpness;  let y = (this.event.clientY - cRect.top) * this.sharpness;  // 在报价范围内画线  if (y < TOP_SPACE*this.sharpness || y > this.canvas.height - BOTTOM_SPACE * this.sharpness) return;  this.drawDash(this.movingRange * this.sharpness, y, this.canvas.width+this.movingRange * this.sharpness, y, '#999999');  this.drawDash(x, TOP_SPACE*this.sharpness, x, this.canvas.height - BOTTOM_SPACE*this.sharpness, '#999999');  //报价  this.ctx.save();  this.ctx.translate(this.movingRange * this.sharpness, 0);  // 填充文字时需要把canvas的转换还原回来，防止文字翻转变形  let str = (this.maxPrice - (y - TOP_SPACE * this.sharpness) / this.perPricePixel).toFixed(this.digitsPoint);  this.transformOrigin();  this.ctx.translate(this.canvas.width - RIGHT_SPACE * this.sharpness, 0);  this.drawRect(-3*this.sharpness, y-10*this.sharpness, this.ctx.measureText(str).width+6*this.sharpness, 20*this.sharpness, "#ccc");  this.drawText(str, 0, y, RIGHT_SPACE * this.sharpness)  this.ctx.restore();}

拖拽事件 把 pageX 的移动距离传递给 translateKLine 方法来实现横向滚动查看。

/** * 缩放图表  * @param {int} scaleTimes 缩放倍数 *  正数为放大，负数为缩小，数值*2 代表蜡烛图width的变化度 *  eg:  2 >> this.blockWidth + 2*2   *      -3 >> this.blockWidth - 3*2 * 为了保证缩放的效果， * 应该以当前可视区域的中心为基准缩放 * 所以缩放前后两边的长度在总长度中所占比例应该一样 * 公式：(oldRange+0.5*canvasWidth)/oldTotalLen = (newRange+0.5*canvasWidth)/newTotalLen * diffRange = newRange - oldRange *           = (oldRange*newTotalLen + 0.5*canvasWidth*newTotalLen - 0.5*canvasWidth*oldTotalLen)/oldTotalLen - oldRange */RenderKLine.prototype.scaleKLine = function (scaleTimes) {  if (!this.dataArr.length) return;  let oldTotalLen = this.totalWidth;  this.blockWidth += scaleTimes*2;  this.processParams();  this.computeTotalWidth();  let newRange = (this.movingRange*this.sharpness*this.totalWidth+this.canvas.width/2*this.totalWidth-this.canvas.width/2*oldTotalLen)/oldTotalLen/this.sharpness;  let diffRange = newRange - this.movingRange;  // console.log(newRange, this.movingRange, diffRange);  this.translateKLine(diffRange);}// 移动图表RenderKLine.prototype.translateKLine = function (range) {  if (!this.dataArr.length) return;  this.movingRange += parseInt(range);  let maxMovingRange =  (this.totalWidth - this.canvas.width) / this.sharpness + this.blockWidth;  if (this.totalWidth <= this.canvas.width || this.movingRange <= 0) {    this.movingRange = 0;  } else if (this.movingRange >= maxMovingRange) {    this.movingRange = maxMovingRange;  }  this.enlargeCanvas();  this.updateData();}

4. 核心方法 updateData

所有的绘制过程都是在这个方法中完成的，这样无论想要什么操作，都可以通过此方法重绘canvas来实现，需要做的只是改变原型上的一些属性而已，比如想要左右移动，只需要把 this.movingRange 设置好，再调用 updateData 就完成了。

RenderKLine.prototype.updateData = function (isUpdateHistory) {  if (!this.dataArr.length) return;  if (isUpdateHistory) {    this.fromSpaceNum = 0;  }  // console.log(data);  this.computeTotalWidth();  this.computeSpaceY();  this.ctx.save();  // 把原点坐标向下方移动 TOP_SPACE 的距离，开始绘制水平线  this.ctx.translate(0, TOP_SPACE * this.sharpness);  this.drawHorizontalLine();  // 把原点坐标再向左边移动 RIGHT_SPACE 的距离，开始绘制垂直线和蜡烛图  this.ctx.translate(RIGHT_SPACE * this.sharpness, 0);  // 开始绘制蜡烛图  let item, col;  let lineWidth = LINE_WIDTH * this.sharpness,      margin = blockMargin = BLOCK_MARGIN*this.sharpness,      blockWidth = this.blockWidth*this.sharpness;//乘上清晰度系数后的间距、块宽度  let blockHeight, lineHeight, blockYPoint, lineYPoint; //单一方块、单一中间线的高度、y坐标点  let realTime, realTimeYPoint; //实时(最后)报价及y坐标点  for (let i=0; i<this.dataArr.length; i++) {    item = this.dataArr[i];    if (item[START_PRICE_INDEX] > item[END_PRICE_INDEX]) {      //跌了 sell      col = this.sellColor;      blockHeight = (item[START_PRICE_INDEX] - item[END_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;      blockYPoint = (this.maxPrice - item[START_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;    } else {      //涨了 buy      col = this.buyColor;      blockHeight = (item[END_PRICE_INDEX] - item[START_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;      blockYPoint = (this.maxPrice - item[END_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;    }    lineHeight = (item[MAX_PRICE_INDEX] - item[MIN_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;    lineYPoint = (this.maxPrice - item[MAX_PRICE_INDEX])*this.perPricePixel;    // if (i === 0) console.log(lineHeight, blockHeight, lineYPoint, blockYPoint);    lineHeight = lineHeight > 2*this.sharpness ? lineHeight : 2*this.sharpness;    blockHeight = blockHeight > 2*this.sharpness ? blockHeight : 2*this.sharpness;    if (i === 0) {      realTime = item[END_PRICE_INDEX];      realTimeYPoint = blockYPoint + (item[START_PRICE_INDEX] > item[END_PRICE_INDEX] ? blockHeight : 0)    };    // 绘制垂直方向的参考线、以及x轴的日期时间    if (i%this.xDateSpace === (this.fromSpaceNum%this.xDateSpace)) {      this.drawDash(margin+(blockWidth-1*this.sharpness)/2, 0, margin+(blockWidth-1*this.sharpness)/2, this.centerSpace);      this.ctx.save();      // 填充文字时需要把canvas的转换还原回来，防止文字翻转变形      this.transformOrigin();      // 翻转后将原点移回翻转前的位置      this.ctx.translate(this.canvas.width, 0);      this.drawText(processXDate(item[TIME_INDEX], this.dataType), -(margin+(blockWidth-1*this.sharpness)/2), this.centerSpace + 12*this.sharpness, undefined, 'center', 'top');            this.ctx.restore();    }    this.drawRect(margin+(blockWidth-1*this.sharpness)/2, lineYPoint, lineWidth, lineHeight, col);    this.drawRect(margin, blockYPoint, blockWidth, blockHeight, col);    margin = margin+blockWidth+blockMargin;  }  //绘制实时报价线、价格  this.drawLine((this.movingRange-RIGHT_SPACE) * this.sharpness, realTimeYPoint, (this.movingRange-RIGHT_SPACE) * this.sharpness + this.canvas.width, realTimeYPoint, '#cccccc');  this.ctx.save();  this.ctx.translate(-RIGHT_SPACE * this.sharpness, 0);  this.transformOrigin();  this.drawRect((17-this.movingRange) * this.sharpness, realTimeYPoint - 10 * this.sharpness, this.ctx.measureText(realTime).width+6*this.sharpness, 20*this.sharpness, "#ccc");  this.drawText(realTime, (20-this.movingRange) * this.sharpness, realTimeYPoint);  this.ctx.restore();  //最后绘制y轴上报价，放在最上层  this.ctx.translate(-RIGHT_SPACE * this.sharpness, 0);  this.drawYPrice();  this.ctx.restore();  drawCrossLine.call(this);}

这个方法不难，只是绘制时为了方便计算位置，需要经常变换原点坐标，不要搞错了就好。

还需要注意的是 sharpness 这个变量，代表清晰度，整个canvas的宽高是在原有的基础上乘上了这个系数得到的，所以，计算时需要特别注意带上这个系数。

5. 更新历史&实时报价方法

// 实时报价RenderKLine.prototype.updateRealTimeQuote = function (quote) {  if (!quote) return;  pushQuoteInData.call(this, quote);}/** * 历史报价 * @param {Array} data 数据 * @param {int}   type 报价类型  默认 60(1小时) *    (1, 5, 15, 30, 60, 240, 1440, 10080, 43200)      (1分钟 5分钟 15分钟 30分钟 1小时 4小时 日 周 月) */RenderKLine.prototype.updateHistoryQuote = function (data, type = 60) {  if (!data instanceof Array || !data.length) return;  this.dataArr = data;  this.dataType = type;  this.updateData(true);}

6. 调用demo

<div id="myCanvasBox" style="width: 1000px; height: 500px;"></div><script>    let data = [      {        "time": 1576648800,         "open_price": "1476.94",         "high": "1477.44",         "low": "1476.76",         "close": "1476.96"      },       //...    ];    let options = {      sharpness: 3,      blockWidth: 11,      horizontalCells: 10    };    let kLine = new RenderKLine("myCanvasBox", options);    //更新历史报价    kLine.updateHistoryQuote(data);    //模拟实时报价    let realTime = `{      "time": 1575858840,       "open_price": "1476.96",       "high": "1482.12",       "low": "1470.96",       "close": "1476.96"    }`;    setInterval(() => {      let realTimeCopy = JSON.parse(realTime);      realTimeCopy.time = parseInt(new Date().getTime()/1000);      realTimeCopy.close = (1476.96 - (Math.random() * 4 - 2)).toFixed(2);      kLine.updateRealTimeQuote(realTimeCopy);     }, parseInt(Math.random() * 1000 + 500))</script>

7. 效果图